Cathy Clerbaux,CNRS博士,Latmos/ipsl Cathy.clerbaux@latmos.ipsl.fr.fr
无人机可用于监测悬崖表面。在本研究中,使用各种成像角度(天底、偏离天底 20 度、30 度和 40 度)进行了多次飞行,以评估成像角度对 3D 悬崖表面重建的影响。亚垂直悬崖出现的遮挡问题使得天底勘测几乎无关紧要。使用偏离天底 20 度、30 度和 40 度成像角度获得的结果在纹理恢复和精度方面令人满意,误差分别为 5.5 厘米、5.9 厘米和 4.9 厘米,倾斜角度越大,在悬崖的亚垂直或悬垂部分重建效果越好。本文还研究了影响悬崖表面连接点检测的其他参数,如有效重叠、无人机-悬崖表面距离和悬崖表面照明。提供了无人机勘测参数化的指导方针,旨在捕捉整个悬崖表面,并在与悬崖的距离、飞行高度和照片的空间分辨率之间取得良好的平衡。
这两个参数都依赖于由 MODIS 2 级和 3 级产品合成的 1 公里网格数据库。输入包括:(1) 将分类限制在陆地区域和浅水区域的 EOS 陆地/水域掩模;(2) 从 MODIS 陆地波段 (1-7) 中的 MODIS BRDF/Albedo 产品 (MOD43B4) 得出的天底 BRDF 调整反射率 (NBAR),调整为每 16 天周期的中值太阳角度的天底视图;(3) 从 1000 米分辨率的波段 1 (红色,250 米) 得出的空间纹理 MODAGTEX);(4) 16 天周期的 1k 方向反射率信息 (MOD43B1);(5) 16 天周期的 1km MODIS 增强植被指数 (EVI) (MOD13); (6) 8 天内 500 米处的积雪 (MOD10);(7) 8 天内 1 公里处的地表温度 (MOD11);以及 (8) 地形海拔信息 (MOD03)。这些数据在一个月的时间段内合成,以在 1 公里网格上生成全球一致的多时间数据库,作为分类和变化表征算法的输入。
图 7. 激光雷达、天底 DAP 和有角度 DAP 的点云显示为每个站点的 70 米横断面,并按分类着色。不同的站点显示在垂直轴上,不同的模型类型显示在水平轴上。箭头显示缺少冠层结构数据的位置。................................................................................................ 31
TRMM降水雷达(PR)是第一台星载降雨雷达,也是TRMM上唯一能够直接观测降雨垂直分布的仪器。TRMM PR的频率为13.8 GHz。PR可以实现陆地和海洋的定量降雨估计。PR还可以提供降雨高度信息,这对基于辐射计的降雨率反演算法很有用。PR的覆盖范围足够小,可以研究不均匀降雨对低频微波辐射计通道相对粗糙覆盖范围的影响。PR的主要设计和性能参数如表0-2所示[Kozu等,2001]。PR的观测几何如图0-1所示。在正常观测模式下,PR 天线波束在 ±17 的横向轨道方向上扫描,结果从一端到另一端的扫描宽度为 220 公里。PR 的天线波束宽度为 0.71 ,在 ±17 的扫描角度内有 49 个观测角度箱。当 TRMM 处于 350 公里的标称高度时,水平分辨率(覆盖区大小)在天底为 4.3 公里,在扫描边缘约为 5 公里。TRMM PR 的距离分辨率为 250 米,等于天底的垂直分辨率。对于每个观测角度箱,雷达回波采样是在海面和 15 公里高度之间的距离门上进行的。对于天底入射,还收集了高达 5 公里高度的“镜像”。此外,还部分收集了表面回波(扫描角度在 ±9.94 以内)和降雨回波(扫描角度在 ±3.55 以内,高达 7.5 公里)的“过采样”回波数据。这些过采样数据将用于精确测量表面回波水平和融化层结构。根据发射前地面测试和轨道测试确定,最小可检测 Z(对应于噪声等效接收功率)从 23.3 dBZ(基于规范要求)提高到 20.8 dBZ。这主要是由于发射功率增加和接收器噪声系数降低。
关键词:倾斜影像、相机校准、3D 城市模型、多传感器、视轴校准 摘要:除了创建虚拟动画 3D 城市模型、国土安全和城市规划分析外,准确确定倾斜影像中的几何特征也是当今的一项重要任务。由于单幅图像数量巨大,控制点的减少迫使人们使用直接参考设备。这需要精确的相机校准和额外的调整程序。本文旨在展示各种校准步骤的工作流程,并将展示使用最终 3D 城市模型进行校准飞行的示例。与大多数其他软件不同,倾斜相机不是作为与天底传感器共同配准的传感器使用,所有相机图像都作为单个预定向数据进入 AT 过程。这样可以实现更好的后校准,以便检测单个相机校准中的变化和其他机械效应。所示的传感器(倾斜成像仪)基于 5 台 Phase One 相机,其中天底相机配备 50 毫米镜头,像素为 80 MPIX,而倾斜相机使用 80 毫米镜头以 50 MPix 捕捉图像。相机牢固地安装在外壳内,以防止物理和热变形。传感器头还承载着一个连接到 POS AV GNSS 接收器的 IMU。传感器由陀螺仪支架稳定,陀螺仪支架可产生浮动天线 -IMU 杠杆臂。它们必须与原始 GNSS-IMU 数据一起注册。相机校准程序基于一次特殊校准飞行执行,共拍摄了 5 台相机的 351 张照片并记录了 GPS/IMU 数据。这项特定任务设计在两个不同的高度,每个飞行高度都有额外的十字线。每个曝光位置的五张图像没有重叠,但在区块中有很多重叠,导致每个点的测量次数高达 200 次。每张照片上平均有 110 个分布均匀的测量点,这对于相机校准来说是一个令人满意的数字。第一步,借助天底相机和 GPS/IMU 数据,计算出初始方向校正和径向校正。通过这种方法,整个项目只需一步即可计算和校准。在迭代过程中,分别打开摄像头的径向和切向参数,然后检查相机常数和主点位置并最终进行校准。除此之外,孔侧校准既可以基于天底相机及其偏移量进行,也可以独立于每个相机进行,与其他相机无关。无论如何,这必须在完整的任务中执行,以获得单个摄像头之间的稳定性。确定节点到 IMU 中心的杠杆臂需要比单个相机更加谨慎,特别是由于倾斜角度较大。准备好所有这些步骤后,您将获得一个高精度传感器,该传感器能够完全自动提取数据,并快速更新现有数据。然后可以在完全 3D 环境中频繁监测城市动态。
关键词:无人机摄影测量、快速测绘、遥感、地震应急、3D 模型、损害评估 摘要:自 2016 年 8 月以来,意大利发生的多起地震群表明,深化测绘研究对于验证新战略的重要性,这些新战略旨在快速测绘和记录不同可访问和复杂的环境,例如城市环境和受损的建筑遗产。在应急响应中,技术进步的关键利用应该为预警、影响和恢复阶段获取和有效组织高比例的可靠地理空间数据。为了解决这些问题,哥白尼 EMS 现已在意大利中部地区的即时和广泛损害侦察中发挥了重要作用。然而,遥感数据的使用仍然受到视点、尺度和可检测细节问题的影响。事实上,无论是机载还是卫星拍摄的天底图像,都极大地限制了这些产品的可信度。无论是在第一次实地工作评估中,还是在随后的解释性损坏检测和快速制图生产的操作方法中,操作员参与的主观性仍然是一个悬而未决的问题。为了克服这些限制,引入无人机平台进行摄影测量,在节省时间、操作员安全、可靠性和结果准确性方面已被证明是一种可持续的方法:天底和斜向积分可以提供大型多尺度模型,其中包含与立面条件相关的基本信息。在意大利中部地震事件中进行的这项研究将重点关注无人机摄影测量在两个记录地点的潜力和局限性:佩斯卡拉德尔特龙托和阿库莫利。在这里,目的不仅限于描述一系列地理参考、块定位和多时间联合配准解决方案的策略,而且还要验证实施的管道作为工作流程,该工作流程可以集成到早期影响活动中的紧急响应操作干预中。因此,可以使用这种 3D 度量产品作为参考数据,以显着提高典型目视检查和测绘的可靠性,与传统的天底机载或卫星产品并驾齐驱。展示了在两个受损村庄进行的无人机采集,以强调嵌入在 DSM 重建和 3D 模型中的空间信息的含义,支持更可靠的损害评估。
本文介绍了一种阻力机动装置 (DMD),它可以在许多任务中取代此类系统。DMD 由四根以飞镖配置展开的可伸缩带弹簧臂组成,可以主动调节主卫星的阻力面积以进行轨道机动和任务后处置,同时利用空气动力和重力梯度扭矩提供被动三轴姿态稳定性。集成在 DMD 中的磁力矩器可抑制姿态振荡,并有助于确保卫星以正确的面天底指向稳定。本研究概述了 DMD 设计,并详细介绍了用于表征 DMD 性能和设计控制和操作方法的姿态和轨道模拟结果。本文重点介绍了 DMD 的姿态稳定性特性。
• 每轴总动量存储:+/-1.5 至 +/- 6.0 mN.ms 每轴一个反作用轮 • 最大扭矩:0.1 mN.m • 三轴磁力矩器配置,磁偶极矩高达 0.4 A.m² • 外部接口可连接 6 个或更多太阳传感器 • 即发即弃控制 • 标准 I 2C 兼容接口。RS422、RS485 和 UART 为选配 • 即插即用设计 • 主要组件通过了高达 45 krad 的辐射耐受测试 • 内置指向模式:目标指向、太阳指向、天底指向、快速旋转模式(使用磁力矩器时最大 200°)和防翻滚 • 质量轻:400g(带 RW210.15 反作用轮) • 功率低(标称值):1.4W • 外形尺寸:95 x 90 x 32mm
尽管物理模型可以非常成功地消除大气和地形影响,但它们本质上依赖于精确的光谱和辐射传感器校准以及崎岖地形中数字高程模型 (DEM) 的精度和适当的空间分辨率。此外,许多表面都有双向反射行为,即反射取决于照明和观看几何。如果观察不是在太阳主平面进行,则通常假设各向同性或朗伯反射定律适用于小视场 (FOV < 30 o,扫描角度 < ± 15 o) 传感器。然而,对于大 FOV 传感器和/或靠近主平面的数据记录,自然表面的各向异性反射行为会导致图像中的亮度梯度。这些影响可以通过将数据标准化为天底反射值的经验方法消除。此外,对于在低当地太阳高度角下照射的崎岖地形区域,这些影响也会发挥作用,并且可以通过 ATCOR 包中包含的经验方法来处理。